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STM32有哪些国产替代者?

嵌入式ARM

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说起MCU,ST(意法半导体)的STM32单片机十几年来已经销售了几十亿颗,在国内几乎占有50%的市场,会使用STM32单片机也基本成为电子工程师的标配职业技能,然而2018年下半年的供货紧张,以及中兴事件,给我们硬件工程师敲了敲警钟,假如有一天我们必须替换下STM32单片机,国产芯有哪些是可以替代的呢?

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北京兆易创新-GD32系列 GD32作为中国32位通用MCU领域的主流之选,以累计超过2亿颗的出货数量、超过1万的用户数量、20个系列300余款产品型号选择的广阔应用覆盖率稳居市场前列。GD32使用的是Cortex-M3内核,型号做到了与STM32相同型号的全兼容,方便替换,主频频率更高。

GD32F103是GD早期的产品,GD32E103和GD32F303是对GD32F103的升级和优化,所以4者是兼容的,虽然内核不同,但是通用外设几乎很少涉及到内核部分,在时间急迫的情况下可以使用ST的库开发。

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一、相同点

1)外围引脚PIN TO PIN兼容,每个引脚上的复用功能也完全相同。

2)芯片内部寄存器、外部IP寄存器地址和逻辑地址完全相同,但是有些寄存器默认值不同,有些外设模块的设计时序上和STM32有差异,这点差异主要体现在软件上修改,详情见下文。

3)编译工具:完全相同例如:KEIL 、IAR

4)型号命名方式完全相同,所以替代只需找尾缀相同的型号即可,例如:STM32F103C8T6 与 GD32E103C8T6。

5)仿真工具:JLINK GDLINK

二、外围硬件区别

三、硬件替换需要注意的地方

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从上面的介绍中,我们可以看出,GD32F30/E103系列和STM32F103系列是兼容的,但也需要一些注意的地方。

1)BOOT0必须接10K下拉或接GND,ST可悬空,这点很重要。

2)RC复位电路必须要有,否则MCU可能不能正常工作,ST的有时候可以不要。

3)有时候发现用仿真器连接不上。因为GD的swd接口驱动能力比ST弱,可以有如下几种方式解决:

a、线尽可能短一些;

b、降低SWD通讯速率;

c、SWDIO接10k上拉,SWCLK接10k下拉。

4)使用电池供电等,注意GD的工作电压,例如跌落到2.0V~2.6V区间,ST还能工作,GD可能无法启动或工作异常。

四、使用ST标准库开发需要修改的地方

1)GD对时序要求严格,配置外设需要先打开时钟,在进行外设配置,否则可能导致外设无法配置成功;ST的可以先配置在开时钟。

2)修改外部晶振起振超时时间,不用外部晶振可跳过这步。

原因:GD与ST的启动时间存在差异,为了让GD MCU更准确复位。

修改:

将宏定义:#define HSE_STARTUP_TIMEOUT ((uint16_t)0x0500)修改为:#define HSE_STARTUP_TIMEOUT ((uint16_t)0xFFFF)

3)GD32F10X flash取值零等待,而ST需要2个等待周期,因此,一些精确延时或者模拟IIC或SPI的代码可能需要修改。

原因:GD32采用专利技术提高了相同工作频率下的代码执行速度。

修改:如果使用for或while循环做精确定时的,定时会由于代码执行速度加快而使循环的时间变短,因此需要仿真重新计算设计延时。使用Timer定时器无影响。

4)在代码中设置读保护,如果使用外部工具读保护比如JFLASH或脱机烧录器设置,可跳过此步骤。

在写完KEY序列后,需要读该位确认key已生效,修改如下:

总共需要修改如下四个函数:

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FLASH_Status FLASH_EraseOptionBytes(void);FLASH_Status FLASH_ProgramOptionByteData(uint32_t Address, uint8_t Data);uint32_t FLASH_GetWriteProtectionOptionByte(void);FlagStatus FLASH_GetReadOutProtectionStatus(void);

5)GD与ST在flash的Erase和Program时间上有差异,修改如下:

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6)需求flash大于256K注意,小于256K可以忽略这项。

与ST不同,GD的flash存在分区的概念,前256K,CPU执行指令零等待,称code区,此范围外称为dataZ区。两者在擦写操作上没有区别,但在读操作时间上存在较大差别,code区代码取值零等待,data区执行代码有较大延迟,代码执行效率比code区慢一个数量级,因此data区通常不建议运行对实时性要求高的代码,为解决这个问题,可以使用分散加载的方法,比如把初始化代码,图片代码等放到data区。

总结:至此,经过以上修改,在不使用USB和网络能复杂协议的代码,就可以使用ST的代码操作了。

上海灵动微电子-MM32系列 MM32系列基于ARM Cortex-M0及Cortex-M3 内核,产品包括:针对通用高性能市场的MM32F系列,针对超低功耗及安全应用的MM32L系列,具有多种无线连接功能的MM32W系列,电机驱动及控制专用的MM32SPIN系列,以及OTP型的MM32P系列等,同样的管脚、型号等与ST全兼容,替换成本非常低。

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华大半导体-HC32系列 有国企背景的HC32系列基于ARM Cortex-M0+及Cortex-M4内核,产品包括超低功耗应用的HC32L系列和针对电机应用市场的HC32M系列,针对通用市场的高性价比HC32F系列,与ST同型号产品管脚兼容,可以直接替换。

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中科芯(CETC)

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中科芯的32位MCU产品可批量替换STM32的F103、F030、F031和F051等系列。基于ARM架构覆盖Cortex-M0、M3、M4内核八大系列产品,硬件引脚与STM32 P2P兼容,软件采用寄存器级兼容设计,对于已经使用ST系列MCU开发完成的程序,HEX文件可直接烧录到中科芯对应型号的MCU中即可运行,无需过多改动。

雅特力(Artery)

 

雅特力的AT32F403A/F407/ F413/ F415/F421系列,可批量替换STM32的F030、F303、F103、F107、F072、F401和F411等系列,其产品硬件引脚与STM32 P2P兼容,软件高度兼容,由于内核、SRAM、外设等性能相比STM32大幅度提升,AT32可一颗取代多颗STM32,另外还独有安全性&二次开发功能: security Lib,更宽的工作温度:-40~105度。

中微股份(CMSemicon)

 

 

中微股份的高性能低功耗高集成全领域的MCU,可批量替换STM32F030/031系列、STM32G030/031系列和STM32L031/051系列。

航顺(Hangshun)

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航顺已量产基于ARM Cortex-M0及Cortex-M3 内核的MCU产品包括:通用高性能市场的HK32F103家族,HK32F030/031/03X家族,存储器EEPROM家族。2019年即将推出的超低功耗7nA及安全应用的HK32L家族以及具有多种无线连接功能的HK32W/B家族,以满足客户多元化需求。 国产芯任重道远 国产芯片在国内MCU市场的占有率在2%左右,市场非常低,还有很大的进步空间。以GD32为代表的国内芯片厂商的崛起势必冲击ST,但是我们也必须看到与ST之间的差距,产品线不完整,产品性能以及稳定性还不能完全与其匹敌,未来5年能抢下多少份额,我们拭目以待。 

 

原文标题:STM32价格疯长下,盘点STM32的国产替代者

文章出处:【微信公众号:嵌入式ARM】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

责任编辑:haq

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